Varje maskin har en kontrollpanel för styrning av olika funktioner, särskilt till- och frånkopplingsmekanismen.

Har du någonsin undrat om vår hjärna också har en där man kan styra hjärnans funktioner?

Ny forskning tyder på att det finns en "molekylär volymknapp" som reglerar de elektriska signalerna i hjärnan vid inlärning och särskilt när det gäller minne.

Detta skulle kunna vara den omkopplingsmekanism som skulle kunna förändra spelplanen för nervsjukdomar.

Den forskning som publicerats av Michael Hoppa och hans team visar hur reglering av elektriska signaler kan spela en viktig roll. Studien kretsade kring identifiering av molekyler som reglerade signalen.

TANKEN BAKOM FORSKNINGEN

Synapser är den knutpunkt där de elektriska signalerna överförs mellan nervcellerna.

Dessa elektriska signaler omvandlas av hjärnan till kemiska neurotransmittorer som färdas genom synaptiska gap. Teamet beskrev hur de elektriska signalernas form gynnar synapsernas funktion.

De neuroner som aktiveras under neurotransmissionen har olika mönster.

Dessa förändringar i form och antal leder till att synapserna förstärks eller försvagas (även känt som synaptisk plasticitet).

När de hjärnceller som finns i båda ändarna av synapsen kontinuerligt utbyter kemiska signaler uppstår långtidspotentiering (LTP).

Denna LTP förbättrar signaleringen mellan celler och synapser och leder också till att synapserna stärks. Denna LTP ligger till grund för inlärning och minnen i hjärnan på en plats som kallas hippocampus.

Forskarna fokuserade sin studie på hippocampusområdet i hjärnan. De fann att de signaler som överförs över synapsen i detta område var analoga.

Teamet upptäckte att de elektriska signalerna eller "spikarna" levererades i form av analoga signaler och inte digitala signaler.

Denna upptäckt banade väg för en tydligare förståelse av mekanismen. Dessa analoga signaler gjorde det lättare att reglera styrkan i hjärnans krets.

Molekylen som reglerar dessa elektriska signaler hittades också. Molekylen Kvβ1 vidgade den presynaptiska verkan.

Denna molekyl reglerar inte bara kaliumströmmen utan hjälper också till att forma de elektriska signalerna.

När de tidigare utförde experimentet uteslöt de Kvβ1-molekylen i mössen. Snart visade resultaten en motsatt reaktion, det fanns en drastisk inverkan på mössens sömn- och minnescykel.

Detta bekräftade den positiva inverkan som molekylen har på systemet.

Utöver detta visar deras forskning också hur en enda elektrisk impuls kan transportera flera bitar av information, vilket möjliggör bättre kontroll vid lågfrekventa signaler.

Det innebär att vår hjärna är mycket mer effektiv än man kan föreställa sig. Tekniskt sett utför våra hjärnor superberäkningsuppgifter med låg elektrisk signalering.

Deras forskning gjorde det möjligt att mäta spänningen och neurotransmittorn med hjälp av ljus som i sin tur mätte de elektriska signalerna i de synaptiska kopplingsställena.

Detta förändrade perspektivet och breddade forskningsområdet inom molekylära regulatorer som spelar en avgörande roll för hjärnans aktivitet.

Denna upptäckt öppnar en helt ny väg för läkemedel. Det skulle kunna leda till att man hittar nya sätt att tillföra läkemedel vid demens eller Alzheimers sjukdom.

Molekylära regulatorer kan vara nyckeln till att utnyttja hela hjärnans kapacitet. Många neurologiska sjukdomar kan botas om man hittar rätt väg för hjärnans ämnesomsättning.

Det sägs ju att lärandet aldrig tar slut, det är en kraft som kan förändra världen. Den här upptäckten leder utan tvekan till en helt ny nivå av lärande och kraft att hålla fast vid det.

Om du vill veta mer om deras forskning, kolla in referensen nedan.

Referens :

In Ha Cho, Lauren C. Panzera, Morven Chin, Scott A. Alpizar, Genaro E. Olveda, Robert A. Hill, Michael B. Hoppa. Kaliumkanalens underenhet Kvβ1 fungerar som en viktig kontrollpunkt för synaptisk facilitering. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020; 202000790

DOI: 10.1073/pnas.2000790117

Relaterade artiklar
logotyp-abonnemang

Prenumerera på vårt nyhetsbrev

Exklusivt innehåll av hög kvalitet om effektiv visuell
kommunikation inom vetenskap.

- Exklusiv vägledning
- Tips för design
- Vetenskapliga nyheter och trender
- Handledningar och mallar